A nemionos felületaktív anyagok (surfactants) olyan felületaktív tulajdonságokkal rendelkező kémiai vegyületek , amelyek vizes oldatokban nem disszociálnak ionokká [1] .
A nemionos felületaktív anyagok gyártását 1930-ban kezdték el Németországban [2] . Napjainkban a nemionos felületaktív anyagok a második helyen állnak a kibocsátás tekintetében az anionos felületaktív anyagok után. Az USA-ban a teljes felületaktív anyag termelés 25%-át adják. Ez elsősorban értékes tulajdonságaikkal magyarázható:
A nemionos felületaktív anyagok széleskörű elterjedése többek között annak köszönhető, hogy a hosszú szénláncú alkil- vagy alkilaril-gyököket és mozgékony hidrogénatomot tartalmazó funkciós csoportokat tartalmazó szerves vegyületek széles választéka szolgálhat alapanyagul az előállításukhoz. A nemionos felületaktív anyagok tulajdonságainak változtatását a molekula hidrofób vagy hidrofil részének hosszának változtatásával hajtják végre jelentős technológiai változtatás nélkül.
Az utóbbi időben, különösen az etoxilezett alkil-fenolok alacsony baktericid képessége miatt, a nemionos felületaktív anyagok termelése némileg csökkent. Az elkövetkező években azonban kibocsátásuk meredek növekedésére lehet számítani a fokozott olajkinyerési folyamatok terén történő alkalmazásuk bővülése miatt .
1. Alifás
2. Ciklikus
A nemionos felületaktív anyagok olyan vegyületek, amelyek egyrészt hidrofób szénhidrogén-gyököt tartalmaznak, másrészt a molekula hidrofil részét, amely általában egy polietoxidált lánc. Ezért a nemionos felületaktív anyagokat olyan anyagokból állítják elő, amelyek egy funkciós csoporthoz kapcsolódó zsíros és zsíros aromás gyököt és etilén-oxidot tartalmaznak . A következő módszerek ismertek a nemionos felületaktív anyagok előállítására:
1. Zsírsavak RCOOH + nC 2 H 4 O → RCOO [C 2 H 4 O] n H
2. Aminoalkoholok HOC 2 H 4 NH 2 + nC 2 H 4 O → HOC 2 H 4 NH [C 2 H 4 O] n H
3. Zsíralkoholok ROH + nC 2 H 4 O → RO [C 2 H 4 O] n H
4. Zsíros merkaptánok RSH + nC 2 H 4 O → RS [C 2 H 4 O] n H
5. Polioxietilezett alkil-fenolok RC 6 H 4 OH + nC 2 H 4 O → RC 6 H 4 O[C 2 H 4 O]n H
Az iparban a periodikus oxietilezési módszert használják legszélesebb körben, bár vannak olyan üzemek, amelyek folyamatosan működnek. A nemionos felületaktív anyagok szakaszos előállítása 130-180 °C-on és 0,15-0,5 MPa nyomáson , lúgos katalizátorok jelenlétében történik. Katalizátorként por alakú nátrium - hidroxidot , nátrium - fém - kálium - metoxidot vagy szilárd kálium - hidroxidot használnak . Folyamatos folyamatban BF 3 savas katalizátorokat használnak .
A nemionos felületaktív anyagok vízben nem disszociálnak ionokká, hanem feloldódnak benne. A vízben való oldhatóság a vízmolekulák hidrogénatomjai és a polioxietilénlánc oxigénatomjai közötti hidrogénkötések kialakulásának köszönhető:
A hőmérséklet emelkedésével a nemionos felületaktív anyagok oldhatósága csökken a hidrogénkötések gyengülése és a molekulák kiszáradása miatt. Emiatt az oldat zavarossá válik, a zavarosodás hőmérséklete az etilén-oxid csoportok számától függ. Ha egy nemionos felületaktív anyag 15-nél több etilén-oxid csoportot tartalmaz, akkor a hidratációs kapacitása olyan nagy, hogy vizes oldatai még forralva sem zavarosodnak. A hőmérséklet csökkenésével a nemionos felületaktív anyagok újra hidratálódhatnak és vízben oldódnak. A 3-4 etilén-oxid csoportot tartalmazó nemionos felületaktív anyagok gyakorlatilag nem oldódnak vízben, de jól oldódnak nem poláris közegben, például olajokban.
A nem ionos felületaktív anyagokat a legszélesebb körben elsősorban jó mosószerként használják, emellett a textiliparban adalékanyagként használják, amely megakadályozza a szintetikus szálak statikus villamosítását. A 3-4 hidroxi-etilcsoportot tartalmazó nemionos felületaktív anyagokat hatékony emulgeálószerként használják ásványolaj-emulziók előállításához. A 20-22 etilén-oxid csoportot tartalmazó nemionos felületaktív anyagokat szövetfestékek kiegyenlítőjeként használják. Az olajiparban víztaszítóként használják tározókövekhez , de emulgeálószerként olaj-víz emulziókhoz. [3]
Poloxamerek (Pluronics)
Poliszorbátok Tween-20, Tween-80 stb.
Sintanol (OC-20, Brij 35, Ukanil)